成人女性正畸治療后鼻唇溝處軟組織變化的三維定量研究

周勤 高潔 張旭 宋子健 張浩霖 金作林

以往的研究提示正畸治療無論拔牙與否都有可能引起面部唇頰部等軟組織的變化[1-3]。鼻唇溝(NLFs)位于上唇與顴、頰部之間，從鼻翼兩側(cè)延伸至嘴角兩側(cè)，鼻唇溝的變化對面部年輕感有直觀的作用，鼻唇溝加深是面部衰老最明顯的特征[4-5]。對于正畸治療前后患者面部軟組織鼻唇溝處的形態(tài)變化研究卻未見報導(dǎo)。以往對患者面部軟組織的研究常采用X線或攝影等二維方法[6]。 3dMD立體體層攝影因其精度高(0.2 mm)，無輻射，1.5 ms即可采集面部三維數(shù)據(jù)，近年來廣泛應(yīng)用于頜面部軟組織研究[7]。本研究通過測量成年女性面部3dMD三維圖像，分析拔牙和非拔牙正畸后鼻唇溝處軟組織的變化特征及兩組之間的變化差異。

1 資料與方法

1.1 基本資料

納入2014～2017 年在第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科完成正畸治療的成年女性患者40 例，年齡18～27 歲，非拔牙組20例，平均 (23.15±2.92)歲，拔牙組20例，平均 (23.85±2.64)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)為：(1)中國人，漢族；(2)年齡18～27周歲；(3)依據(jù)常規(guī)的臨床檢查、頭影測量分析、全景片和模型分析制定正畸方案；(4)安氏 I 類或安氏 II 類錯，6°>ANB 角>0°；(5)拔牙或非拔牙矯治，拔牙需要拔除上下頜第一前磨牙或第二前磨牙；(6)初始體重指數(shù)(BMI)限制：18.5≤BMI<24，每次拍攝 3dMD時體重波動范圍在正常范圍之內(nèi)；(7)受試者自愿參加本試驗并知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)為：(1)嚴(yán)重骨性不對稱畸形、開畸形或偏畸形；(2)頜面部外傷、手術(shù)或正畸史；(3)頜面部軟組織發(fā)育缺陷或軟組織不對稱超過5 mm；(4)顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病并有明顯的臨床癥狀。所有患者均采用唇側(cè)矯治系統(tǒng)，自主選擇托槽的品牌。治療前未粘接矯正器時(T0)、正畸結(jié)束矯正器去除后(T1)測量體重，拍攝面部軟組織的三維圖像。所有病例均矯治第二磨牙。在正畸治療后期，根據(jù)患者自身矯治需求，采用微種植體或TPA等裝置，無任何口外支抗裝置。本研究已獲得第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號： IRB-REV-2016037)。

1.2 研究方法

1.2.1 軟組織三維數(shù)據(jù)采集 采用3dMDface systems(3dMD LLC，美國)立體體層攝影系統(tǒng)(誤差小于0.2 mm)采集受試者面部三維數(shù)據(jù)。受試者端坐于儀器正中，面部無微表情，調(diào)整燈光和椅位，使得受試者頭部位于屏幕的最佳位置并保持不動，此時點擊照相機按鈕，完成1.5 ms的拍攝。然后使用3dMD自帶的三維重建系統(tǒng)，打開拍攝的圖像，確認(rèn)圖像完整，所得三維圖像無阻擋或信息丟失。將所得的圖像導(dǎo)出(圖1)。采集時機為治療前未粘接托槽時(T0)，治療結(jié)束去除托槽后(T1)。

圖1 受試者3dMD三維圖像

1.2.2 圖像的重疊及測量 將受試者面部三維數(shù)據(jù)T0和T1圖像導(dǎo)入到Geomagic?control(Geomagic2014，Research Triangle Park, NC)軟件中，去除飛邊。在患者前額部及鼻根部區(qū)域選取參考點，以T0為參考圖像，T1為測試圖像進(jìn)行重疊，得到重疊圖(圖2)。三維數(shù)據(jù)測量項目如下(圖3、表1)。對重疊圖生成絕對色彩映射圖(圖4)。不同圖像間的距離用絕對色彩映射進(jìn)行定性和定量分析。綠色表示軟組織變化量未超過容許偏差水平；藍(lán)色表示軟組外形變得平坦或者凹陷，讀數(shù)為負(fù)值；紅色表示軟組織外形變得更加外凸，讀數(shù)為正值。記錄雙側(cè)12 個參考標(biāo)記點的變化量。實驗誤差主要包括定點誤差和圖像的重疊性誤差。本研究由同一名經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的操作者進(jìn)行定點，訓(xùn)練過程中，操作者先后對10 名受試者T0圖像的NFL1 lt、NLF2 lt、NFL1 rt、NLF2 rt點進(jìn)行定點，間隔一周再進(jìn)行重復(fù)定點。得到每個點的坐標(biāo)系，在SPSS 23.0軟件中對兩次定點的數(shù)字做配對t檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)定點結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，證明定點具有可靠性和一致性。本研究由同一名經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的操作者進(jìn)行圖像重疊。從患者中隨機抽取10 例，間隔1 周與2 周進(jìn)行T0與T1的重疊匹配，匹配面積在90%以上，用絕對色彩映射圖顯示重疊區(qū)域，記錄此時圖像重疊后整個面部的變化值，對兩組變化值做配對t檢驗，結(jié)果顯示組間無統(tǒng)計學(xué)差異，證明重疊方法的可靠。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

圖2 去除面部圖像飛邊 圖3 鼻唇溝處參考標(biāo)記點(以左側(cè)為例)

表1 鼻唇溝處參考標(biāo)記點

圖4 絕對色彩映射圖的生成及參考標(biāo)記點的測量

對拔牙組與非拔牙組左右兩側(cè)鼻唇溝的參考標(biāo)記點及每側(cè)鼻唇溝內(nèi)外兩側(cè)參考標(biāo)記點的差異進(jìn)行兩個相關(guān)樣本比較的Wilcoxon秩和檢驗分析。取α=0.05，P<0.05的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。觀察正畸矯治前后患者鼻唇溝處參考標(biāo)記點的變化趨勢。

2 結(jié) 果

2.1 拔牙組與非拔牙組治療前后BMI指數(shù)變化

非拔牙組治療前BMI指數(shù)為20.4±1.55，治療后指數(shù)為20.1±1.36；拔牙組治療前BMI指數(shù)為20.6±1.54，治療后指數(shù)為20.6±1.32(P>0.05)。

2.2 非拔牙組患者矯治前后鼻唇溝軟組織各參考標(biāo)記點的變化結(jié)果

見圖5，表2～3。非拔牙組正畸治療前后鼻唇溝周圍軟組織除了左右口角點的10 個點都是負(fù)向變化，表現(xiàn)為向內(nèi)凹陷，按變化幅度由大到小排序為：NLF2 rt、NLF2 lt、R′、NLF1 rt、NLF1 lt、R″、L″、L′、NLF3 rt、NLF3 lt。 (1)非拔牙組正畸矯治后，在垂直向上，鼻唇溝的變化趨勢為鼻唇溝中部>鼻唇溝上部>鼻唇溝下部，鼻唇溝中部向內(nèi)凹陷最顯著。上部離鼻基底最近，受切牙內(nèi)收影響小，變化不如中部明顯，下部離嘴角和上唇游離緣最近，受其影響最大，所以內(nèi)收程度最?。?(2)在水平向上，左、右側(cè)鼻唇溝的內(nèi)收情況無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。鼻唇溝內(nèi)、外側(cè)的變化無明顯差異。

圖5 絕對色彩映射圖

2.3 拔牙組患者矯治前后鼻唇溝軟組織各參考標(biāo)記點的變化結(jié)果

見圖5，表2～3。拔牙組正畸治療后鼻唇溝周圍軟組織的12 個點都是負(fù)向變化，表現(xiàn)為向內(nèi)凹陷，按變化幅度由大到小排序為：Ch R、Ch L、L″、NLF2 lt、NLF2 rt、R″、NLF3 lt、NLF3 rt、NLF1 lt、L′、R′、NLF1 rt。 (1)拔牙組矯治后雙側(cè)口角變化最大，說明正畸拔牙矯治內(nèi)收前牙后，位于上頜牙列3、4牙之間的嘴角軟組織也出現(xiàn)了明顯內(nèi)收趨勢； (2)在垂直向上，鼻唇溝的變化趨勢為鼻唇溝中部>鼻唇溝下部>鼻唇溝上部，中部變化程度大于下部變化，可能與鼻唇溝下部離上唇紅較近有關(guān)，治療前唇紅周圍的肌肉緊張使得該水平面上的鼻唇溝在治療前后變化差異不明顯。鼻唇溝上部變化較小，可能是因為該位置離鼻基底近，肌肉附著少，動度小，在矯治后變化也不大; (3)在水平向上，左、右側(cè)鼻唇溝的內(nèi)收情況無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。左、右側(cè)鼻唇溝內(nèi)、外側(cè)變化趨勢均為鼻唇溝內(nèi)側(cè)>鼻唇溝外側(cè)，但僅在左側(cè)鼻唇溝內(nèi)、外側(cè)有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。鼻唇溝內(nèi)測位于上唇，外側(cè)位于頰部，初步認(rèn)為在一定范圍內(nèi)，正畸拔牙矯治后，頰部內(nèi)收程度不如上唇的內(nèi)收程度。為得到更加真實、可靠的研究結(jié)果，需擴大樣本量進(jìn)行更加深入的研究。

表2 非拔牙組及拔牙組矯治后鼻唇溝處軟組織各參考標(biāo)記點的變化

表3 兩組患者治療后左右鼻唇溝及每側(cè)鼻唇溝內(nèi)外側(cè)的變化比較

表4 兩組患者治療后鼻唇溝處軟組織變化比較

2.4 拔牙組和非拔牙組患者治療前后面部各參考標(biāo)記點的變化差異結(jié)果(表4、圖5)

采用兩個獨立樣本比較的Wilcoxon秩和檢驗，可見以下參考標(biāo)記點兩組間存在顯著的統(tǒng)計學(xué)差異，差異由大到小排列為：Ch L、Ch R、NLF2 lt、L″、NLF3 lt、NLF3 rt、NLF1 lt、(P<0.001), NLF2 rt、L′、NLF1 rt、R″、R′(P<0.05)，可見拔牙組在鼻唇溝區(qū)域的變化都與非拔牙組形成明顯差異(P<0.05)。尤其是在左右口角、左側(cè)鼻唇溝上中下部、右側(cè)鼻唇溝下部。說明拔牙對鼻唇溝、左右嘴角上的點有顯著影響。拔牙患者與非拔牙患者相比，前牙內(nèi)收導(dǎo)致鼻唇溝周圍軟組織的顯著改變，拔牙患者3dMD重疊圖與非拔牙患者相比顯示拔牙治療后鼻唇溝明顯后移。

3 討 論

近年來面部軟組織的測量首選三維測量法，包括三維光學(xué)掃描技術(shù)、3dMD立體體層攝影技術(shù)。三維光學(xué)掃描技術(shù)精度較低(0.5 mm)，應(yīng)用受到了一定的限制[8-10]。3dMD立體體層攝影技術(shù)無放射性擔(dān)憂，測量速度、精度、可重復(fù)性大大提高[11]，近年來逐漸受到正畸醫(yī)生的應(yīng)用與青睞。研究證明使用3dMD測量側(cè)貌軟組織分析結(jié)果與傳統(tǒng)照相技術(shù)并無明顯差異[12]。因此，本研究選用3dMD立體體層攝影測量系統(tǒng)獲取患者面部軟組織三維數(shù)據(jù)。

Ahn等[13]研究顯示，正畸拔牙矯治后鼻唇溝區(qū)域在矢狀向發(fā)生了明顯改變，但無確切結(jié)論。Baek等[14]研究39 名患者正畸治療后鼻唇溝軟組織三維形態(tài)學(xué)改變，發(fā)現(xiàn)30 歲以下的拔牙患者與非拔牙患者相比，前牙內(nèi)收導(dǎo)致鼻唇溝軟組織明顯后移，這與本研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)無論拔牙與否，正畸治療后鼻唇溝都有負(fù)向變化趨勢，拔牙組較非拔牙組更為明顯。年齡較大的成年女性面部膠原蛋白流失，加上重力對皮膚的吸引，拔牙矯治內(nèi)收上唇的同時鼻唇溝可能更加明顯[15]。因此對年齡較大的成人女性患者更應(yīng)謹(jǐn)慎拔牙矯治。禹潔等[16]研究成人正畸治療后面部軟組織三維變化，得出拔牙組與非拔牙組在口輪匝肌區(qū)的變化方向相反，拔牙組呈負(fù)向改變。這與本研究結(jié)果相似。本研究發(fā)現(xiàn)拔牙組在左右口角點為負(fù)向變化趨勢，非拔牙組為正向變化趨勢，說明拔牙矯治內(nèi)收前牙后，位于上頜牙列3、4牙之間的口角也明顯內(nèi)收。

本研究基于3dMD立體體層攝影系統(tǒng)，應(yīng)用了定量的軟組織三維分析方法，初步證實了成年女性拔牙與非拔牙正畸后鼻唇溝周圍軟組織有特征性的變化趨勢，拔牙矯治與非拔牙矯治相比，鼻唇溝負(fù)向變化趨勢十分明顯。不同的正畸治療因素是否對鼻唇溝周圍軟組織有影響還需要進(jìn)一步探討。在臨床接診中，正畸醫(yī)生應(yīng)告知患者鼻唇溝處軟組織在正畸后可能出現(xiàn)凹陷，該現(xiàn)象對于年齡較大的成年女性患者來說，存在一定面部美學(xué)風(fēng)險。在制定治療計劃決定拔牙與否時，應(yīng)考慮患者面型、口內(nèi)情況、年齡、性別、種族等綜合因素并與患者積極溝通。年齡較大的成年女性患者拔牙與否，更應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。